Файл: Анализ и оценка типовых топологий вычислительных компьютерных сетей.doc

Мосты бывают двух типов:

- внутренние;

- внешние.

Внутренний мост организуется следующим образом. В один файл-сервер вставляется несколько (в версии Novell NetWare 386 до четырех) сетевых адаптеров. К каждому сетевому адаптеру подключается свой сегмент сети. (При объединении сетей с разными методами доступа необходимо для каждого метода установить свой адаптер и загрузить несколько драйверов - для каждого сетевого адаптера свой).

Внешний мост требует для себя отдельного компьютера. Этот компьютер должен иметь несколько сетевых адаптеров (по одному для каждой из объединяемых сетей) и запускаться специальным программным обеспечением моста, входящим в комплект ОS Novell NetWare 386.

Транзакцией называется совокупность трех действий:

- чтение данных;

- обработка данных;

- запись данных.

Применительно к файл-серверу транзакцией можно считать процесс изменения файла на сервере, когда рабочая станция сначала читает файл или его часть, а затем пишет в этот же файл.

В многопользовательской среде, к которой можно отнести локальную сеть, каждый пользователь может независимо от другого модифицировать одни и те же данные, хранящиеся на файл-сервере. Если во время такой модификации произойдет "зависание" сети или аварийное отключение электропитания, изменяемые на сервере файлы могут быть разрушены.

Для повышения надежности OS Novell NetWare 386 содержит специальную систему прослеживания транзакций TTS. Эта система следит за транзакциями и в случае аварии сервера при повторном его запуске ликвидирует все действия, выполненные незавершенной транзакцией. В этом случае произойдет так называемый откат транзакции.

Для исключения ущерба, связанного с возможным повреждением диска, в ответственных случаях используют резервирование дисков. Для резервирования дисков к одному дисковому контроллеру подключают два совершенно одинаковых винчестера и соответствующим образом настраивают OS NetWare 386. После этого вся информация, записываемая на основной диск, будет дублироваться на втором, называемом зеркальным.

В случае повреждения основного диска можно выполнить полное восстановление данных с зеркального при помощи специальной процедуры восстановления.

Дополнительно используется так называемое горячее резервирование дорожек диска (Hot Fix). На диске выделяется область горячего резервирования. Если в процессе работы на диске обнаруживается дефектная дорожка, она динамически заменяется дорожкой из области резервирования.

---

Резервирование дисков и каналов. При использовании зеркального диска есть вероятность повреждения единых для обоих дисков канала, контроллера и блока питания.

OS NetWare 386 может резервировать целиком каналы, при этом используются два контроллера, к которым соответственно подключены два диска. Для питания этих контроллеров и дисков используются два блока питания.

Восстановление данных с зеркального диска может потребовать, в зависимости от объема диска, времени порядка нескольких часов. Иногда такая задержка в работе сети является совершенно недопустимой.

Относительно недавно фирма Novell разработала сетевую OS NetWare System Fault Tolerance Level III (SFT III) версии 3.11. Эта OS обеспечивает горячее резервирование серверов.

Система NetWare SFT III состоит из двух серверов, соединенных между собой скоростной линией связи, с использованием специальных адаптеров MSL (Mirrored Server Link). Эти адаптеры могут соединяться коаксиальным кабелем длиной до тридцати трех метров или оптоволоконным кабелем длиной до четырех километров.

Выход из строя одного сервера не влечет за собой остановку работы сети - в дело автоматически включается резервный сервер. Благодаря высокоскоростному каналу связи диски резервного сервера содержат те же файлы, что и диски основного, поэтому никакого восстановления данных не требуется. Можно ремонтировать один из двух используемых серверов без остановки всей системы.

---

Глава 2. Сравнительный анализ характеристики типовых топологий вычислительных сетей

2.1. Преимущества и недостатки типовых топологий вычислительных сетей

Выбор топологии существенно влияет на многие характеристики сети. Наличие резервных связей повышает надежность сети и делает возможным балансирование загрузки отдельных каналов. Простота присоединения новых узлов, свойственная некоторым топологиям, делает сеть легко расширяемой. Экономические соображения часто приводят к выбору топологий, для которых характерна минимальная суммарная длина линий связи.

Шинная топология (магистральная), — топология при которой станции подключаются к шинному магистральному каналу (линейная шина (linear bus)).

Данная топология относится к наиболее простым и широко распространенным топологиям ЛВС.

В сетях с шинной топологией все терминалы подключаются к одному кабелю с помощью приемопередатчиков. Такой кабель часто называют магистралью.

Канал оканчивается с двух сторон пассивными терминаторами, предназначенными для поглощения падающей электромагнитной волны. Терминаторы представляют собой обычные резисторы, включенные между тока несущей жилой и экраном кабеля. Сопротивление терминаторов равно волновому сопротивлению кабеля. Все концы кабеля должны быть к чему-нибудь подключены (например, к компьютеру, к баррел-коннектору для увеличения длины кабеля). К любому свободному концу кабеля должен быть подключен терминатор.

В большинстве реализаций физическая среда передачи шинной сети может состоять из одной или нескольких секций кабеля, связанных специальными соединителями. В результате образуется так называемый сегмент кабеля.

Шинные сети имеют довольно ограниченные возможности по наращиванию в силу затухания сигналов в канале связи. Каждая врезка и каждый соединитель несколько изменяют характеристики физической среды передачи. Поэтому для каждой реализации имеются, как правило, ограничения на общую длину кабеля связи и его сегментов, на расстояние между соседними точками подключения узлов (т.е. мин. и макс. длину сегментов) и на количество подключений к кабелю.

В то же время подключение новых узлов осуществляется весьма просто с помощью пассивных врезок. Легко осуществляется и трассировка кабелей шины. В большинстве реализаций несколько оконечных систем могут подключаться к шине через общий приемопередатчик.

---

Реализация физической шины желательно пассивное подключение станции к шине таким образом, что отказ какой-либо станции не влиял на работу шинной сети.

Узлы подключаются непосредственно к соединителям кабельных секций либо с помощью специальной врезки, которая просто прокалывает коаксиальный кабель до контакта с центральным проводником.

При такой топологии сообщения, посылаемые каждой станцией, передаются в широковещательном режиме всем сетевым станциям.

Кроме того, станция может «прослушивать» и принимать все сообщения, которые поступают в ее интерфейс с шиной, однако она не может изъять из шины или осуществить какую-либо перезапись, передаваемой по шине. Каждый узел имеет уникальный идентификатор и принимает сообщение, если в нем адрес узла-получателя либо совпадает с его собственным идентификатором, либо является идентификатором широковещательного или группового сообщения. Поскольку один общий КС (шина) используется всеми абонентами сети, такие сети называются также моноканальными. В моноканальных сетях обычно осуществляется временное уплотнение канала. Частотное уплотнение в локальных сетях в настоящее время используется очень редко. Для того, чтобы передать по шине, свои собственные сообщения, станция должна получить на это соответствующее разрешение (право). Реализация этого права осуществляется через децентрализованную процедуру, которая называется методом доступа к среде. Управление доступом к среде входит в функции канального уровня и осуществляется в соответствии с протоколом канального уровня. Если имеется случай последовательно соединенных магистральных линий (сегментов), то в этом случае в местах соединения сегментов устанавливаются специальные связующие элементы:

- повторители, осуществляющие трансляцию сигналов из одного сегмента сети в другой и согласование параметров проводных локальных сетей.

Повторители могут быть двух типов:

- осуществляющие простое усиление и усиление с восстановлением (в этом случае повторитель рассматривается как открытая система, осуществляющая трансляцию последовательности бит, на физическом уровне);

- производящие прием декодирование с исправлением ошибок, кодирование передачу;

- мосты, соединяющие однородные сети производящие трансляцию пакетов;

- всегда;

- только в том случае, когда пакет предназначен станциям, находящимся в другом сегменте.

---

В мосте реализуется механизм доступа к среде, причем для каждого из сегментов сети управление доступом производится независимо;

- шлюзы, соединяющие разнородные сети, и осуществляющие преобразование форматов и протоколов передачи данных. В шлюзах для каждого из сегментов реализуется свой возможно различающийся механизм доступа к среде.

Магистральная линия может быть также разбита на сегменты. Разбиение делается в двух случаях:

- когда длина линии большая и необходимо установить повторители или мосты для усиления и восстановления сигналов;

- иногда целесообразно разделить шину на сегменты и в каждом сегменте использовать сети с различными характеристиками. В сегменте, необходимо использовать высокоскоростную сеть с дорогостоящими каналами связи, обладающими большой пропускной способностью. В сегментах, расположенных на периферии, можно использовать низкоскоростные сети с дешевыми каналами связи.

Шинные сети чувствительны к заземлению и к подаче на него избыточного по уровню сигнала (электрический разряд, случайное замыкание на посторонние линии питания), поэтому в приемопередатчике шинной сети необходима электрическая (трансформаторная или оптическая) развязка его абонентской и канальной частей.

Пропускная способность и задержка в шинных сетях определяются большим числом параметров: методом доступа, полосой пропускания ЛС, числом узлов сети, длиной сообщений и др.

Расширение ЛВС. Увеличение участка, охватываемого сетью, вызывает необходимость ее расширения. В сети с топологией «шина» кабель обычно удлиняется двумя способами.

- для соединения двух отрезков кабеля можно воспользоваться баррел-коннектором (barrel connector). Но злоупотреблять ими не стоит, так как сигнал при этом ослабевает. Лучше купить один длинный кабель, чем соединять несколько коротких отрезков. При большом количестве «стыковок» нередко происходит искажение сигнала.

- для соединения двух отрезков кабеля служит репитер. В отличие от коннектора, он усиливает сигнал перед передачей его в следующий сегмент. Поэтому предпочтительнее использовать репитер, чем баррел-коннектор или даже один длинный кабель: сигналы на большие расстояния пойдут без искажений.

Преимущества и недостатки такой топологии очевидны.

Преимущества:

- минимальная длина локальной сети;

- легко расширяется;

- высокая скорость обмена данными между пользователями (нет дополнительных задержек на прохождение сигналов через узлы, как это имеет место в кольцевой топологии);

---